Tellurion เป็นโมดูลสำหรับจำลองการเคลื่อนที่ของโลกและดวงจันทร์ โมดูลประเภทนี้สามารถพบได้ในพิพิธภัณฑ์ แต่ไม่ค่อยเห็นในตลาด Tellurion เวอร์ชันง่าย ๆ บางตัวสามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ตอย่างไรก็ตามโมดูล Tellurion ที่สมบูรณ์ (เกือบ) นั้นไม่ค่อยทำโดย DIYers ในคู่มือเล่มนี้ฉันจะอธิบายวิธีการออกแบบ (ต้นฉบับ) และสร้างเทลเลไรด์โดยใช้วัสดุที่ซื้อจากร้านค้าอินเทอร์เน็ต ค่าใช้จ่ายโดยไม่รวมค่าจัดส่งอยู่ที่ประมาณ $ 80 ซึ่งรวมถึงเกียร์ท่อทองแดงตลับลูกปืนมอเตอร์ LED และชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ ในการประกอบ tellurion อาจต้องใช้เวลามากกว่า 5 ชั่วโมง การออกแบบทั้งหมดใช้เครื่องมือ 3D ออนไลน์ฟรี onshape .

วัสดุ:

ขั้นตอนที่ 1: บทนำ

ลูกชายของฉัน Linxi ชอบความรู้เกี่ยวกับระบบสุริยะเป็นอย่างมาก ฉันพบซีรีย์วิดีโอเกี่ยวกับระบบสุริยะสำหรับเด็ก ๆ บน Youtube และลูกชายของฉันดูพวกเขาทั้งหมดซ้ำแล้วซ้ำอีก อยู่มาวันหนึ่งฉันพบวิดีโอเกี่ยวกับไม้โฮลซ์มีนานิคซึ่งเป็นแรงบันดาลใจให้ฉันทำสิ่งหนึ่งให้กับลูกชายของฉัน

การออกแบบของ Tellurion จาก holzmechanik ดีมาก: เรียบง่ายและสง่างาม อย่างไรก็ตามฉันไม่มีเครื่องมือในการตัดเฟืองตามที่แสดงในวิดีโอ นอกจากนี้โลกไม่หมุนซึ่งเป็นเรื่องน่าเสียดาย (ฉันรู้ว่าการเพิ่มคุณสมบัตินี้จะต้องใช้เกียร์เพิ่มขึ้นซึ่งจะทำให้ความเรียบง่ายและความสง่างามของการออกแบบลดลง)! อย่างไรก็ตามโลกหมุนได้แสดงให้เห็นว่ากลางวันและกลางคืนเปลี่ยนแปลงอย่างไร ดังนั้นฉันคิดว่าคุณสมบัตินี้จะต้องเก็บไว้

การออกแบบระบบสุริยะของ Orrery เป็นแรงบันดาลใจให้ฉันมาก อย่างไรก็ตามดวงอาทิตย์ในการออกแบบนั้นจะหมุนซึ่งไม่ตรงกับความจริง แต่การออกแบบของดวงอาทิตย์ 3D พร้อมไฟ LED ทำให้ฉันมีความคิดใหม่ที่จะทำให้ดวงอาทิตย์ของโมเดลเทลเรียนของฉันส่องสว่าง

ดูวิดีโอเพิ่มเติมแล้วฉันพบว่าระนาบวงโคจรของดวงจันทร์เอียงไปทางสุริยุปราคาประมาณ 5 °และนั่นเป็นสาเหตุที่ทำให้จันทรุปราคาเกิดขึ้น (น่าละอาย! ฉันไม่รู้มาก่อน) ดังนั้นคุณสมบัตินี้จึงมีความสำคัญมากเช่นกัน

ดังนั้น tellurion ของฉันต้องมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• โลกจะหมุน
• ดวงจันทร์หมุนรอบโลกด้วยการเอียง 5 องศา
• ดวงอาทิตย์เป็นหลอดไฟ
• แกนของโลกชี้ไปที่ Polaris เสมอ

ด้วยคุณสมบัติข้างต้น tellurion สามารถแสดงให้เห็นถึง การเปลี่ยนกลางวันและกลางคืนการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลอุปราคาของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์และดวงจันทร์.

ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบและวัสดุ

มีโมเดล orrery และ tellurion มากมายใน ** Youtube ** ส่วนใหญ่ทำด้วยทองแดงซึ่งฉันไม่มีเครื่องมือในการสร้างตัวเอง และฉันไม่มีเครื่องมือในการทำเฟืองไม้ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจสร้างเทลเลเนียนด้วยอะคริลิก ฉันไม่มีเครื่องมือในการตัดอะคริลิก แต่มีร้านค้าบนเว็บจำนวนมากที่ขายบริการนี้

มีการออกแบบ 3D สำหรับเกียร์และชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ หมายเหตุเมื่อตัดเกียร์ด้วยเครื่องตัดเลเซอร์ควรพิจารณาความกว้างของเลเซอร์

• ถึง 6 mm coper tube: เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกคือ 6mm และเส้นผ่านศูนย์กลางภายในคือ 3mm และเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของหลอด 3mm คือ 3mm, เส้นผ่านศูนย์กลางภายในคือ 1mm คุณอาจต้องใช้กระดาษทรายในการขัดท่อ 3mm เพื่อให้มันหมุนอย่างราบรื่นภายในหลอด 6mm
• ขนาดของตลับลูกปืนคือ: 6mm (ภายใน) x 13 มม. (นอก) x 5 มม. (สูง) และ 3 มม. (ภายใน) x 8 มม. (ด้านนอก) x 4 มม.
• ขนาดของตลับลูกปืนกดคือ: 7 มม. (ด้านใน) x 17 มม. (ด้านนอก) x 6 มม. (สูง)
• กาวอะคริลิค

คุณสามารถใช้หลอดและแบริ่งขนาดอื่นได้โดยดัดแปลงการออกแบบที่ฉันคิดว่าจำเป็นเสมอ หมายเหตุ: เป็น "the_tool_man"กล่าวถึงการใช้บูชชิ่งแทนตลับลูกปืนอาจช่วยแก้ปัญหาฟันเฟืองและฉันหวังว่าคุณจะลองดู

ขั้นตอนที่ 3: กลไก

• Plate A & gear B เป็นส่วนหนึ่งของดวงจันทร์พวกมันถูกจับเข้าด้วยกันและหมุนรอบแกน (หลอด)
• เกียร์ C & D ติดกาวเข้าด้วยกันและจับจ้องไปที่แกน ดังนั้นพวกเขาจะไม่หมุน เมื่อแขนรองรับหมุนด้วยแกนเนื่องจากเกียร์ C ได้รับการแก้ไขดังนั้นเกียร์ B จะเริ่มหมุนดังนั้นเครื่องบิน A จะจำลองการหมุนของดวงจันทร์สู่โลก

เกียร์ซ้ายไปยังเกียร์ที่ใหญ่ที่สุดได้รับการออกแบบสำหรับดวงจันทร์ ดวงจันทร์มีระยะเวลาประมาณ 27.32 ดังนั้นดวงจันทร์จะมี 365.25 / 27.32 = 13.369 รอบต่อปี อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของสองเกียร์ควรเป็น 13.369 เราไม่สามารถมีอัตราส่วนที่แน่นอนได้เนื่องจากจำนวนฟันของเกียร์ต้องเป็นจำนวนเต็ม ดังนั้นฉันจึงเขียนสคริปต์ (เป็น R) เพื่อค้นหาอุปกรณ์ที่ดีที่สุด:

สำหรับ (x1 ใน 110: 135) {สำหรับ (x2 ใน 8:12) {อัตราส่วน <- x1 / x2 ถ้า (abs (อัตราส่วน -R) <d) {พิมพ์ (abs (อัตราส่วน)) d <- abs (อัตราส่วน - R) พิมพ์ (วาง (d, x1, x2, ยุบ = ""))}}}

เรียกใช้สคริปต์ข้างต้นเราจะได้รับผล:

1 13.33333 1 '0.0359931673987308 120 9' 1 13.4 1 '0.0306734992679356 134 10'

ดังนั้นเกียร์ที่ดีที่สุดคือ 134 & 10 อย่างไรก็ตามเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าเล็กน้อย (268 ซม.) ดังนั้นฉันจึงเลือกคู่: 120 และ 9

• Gear D, E, F, G และ H ถูกออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่าเกียร์ H จะหมุนหนึ่งรอบต่อปีซึ่งจะนำไปสู่แกนของโลกชี้ไปที่ Polaris เสมอ จำนวนฟันของเกียร์ D&H และเกียร์ E&G ควรเท่ากันตามลำดับ
• เกียร์ I, J, K, L, M, N, O & P ถูกออกแบบมาเพื่อเพิ่มความเร็วของเกียร์ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อการหมุนของโลก Gears N&O, เกียร์ L&M, เกียร์ J&K ถูกจับยึดเข้าด้วยกันและสามารถหมุนตามแกนของพวกเขาตามลำดับ Gear I จับจ้องไปที่แกนของมันในขณะที่แกนของมันสามารถอยู่ภายในท่อด้านนอกซึ่งในที่สุดก็นำไปสู่การหมุนของโลก
• Gear V, U, T, S, R & Q ได้รับการออกแบบเป็นเกียร์ลดซึ่งจะขับเกียร์ G และในที่สุดก็ขับโลกหมุนด้วยดวงอาทิตย์ Gear S&R, Gear U&T ถูกจับยึดเข้าด้วยกันแล้วหมุนตามแกนของพวกเขาตามลำดับ Gear V ถูกจับจ้องไปที่แกนของมัน Gear G ถูกจับจ้องไปที่แกนดังนั้นมันจึงสามารถขับเกียร์ F และ E เพื่อหมุน ในขณะที่เกียร์ D จับจ้องอยู่ที่แกนดังนั้นเกียร์ G จะขับแขนรองรับเพื่อหมุนด้วยแกนซึ่งจำลองการหมุนของโลกไปยังดวงอาทิตย์
• Gear P, Q & I ร่วมกับระนาบ 3 และ 4 ถูกจับเข้าด้วยกันและสามารถหมุนตามแกนของพวกเขา
• Gear X, Y คือเกียร์ทดรอบและเกียร์ Y จะถูกขับด้วยมอเตอร์
• Gear I - V ถูกนำมาใช้เพื่อให้แน่ใจว่าโลกหมุนได้ 365 รอบต่อปี ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ของกลุ่มเกียร์คือเมื่อเกียร์ V หมุนหนึ่งรอบเกียร์ฉันควรหมุน 365 รอบ เพื่อหาจำนวนฟันที่ถูกต้องของเกียร์ฉันเขียนสคริปต์นี้ (ใน R):

i0 = 32 i1 = 32 i2 = 32 i3 = 32 d = 100

สำหรับ (x1 ใน 15:24) {สำหรับ (x2 ใน 15:24) {สำหรับ (x3 ใน 15:22) {สำหรับ (y3 ใน 15:22) {สำหรับ (y2 ใน 15:24) {สำหรับ (y1 ใน 15: 24) {สำหรับ (y0 ใน 16:21) {อัตราส่วน <- (x1 / (i1 -x1)) * * (x2 / (i2 -x2)) * (x3 / (i3 -x3)) * (y3 / (i3 - y3)) * (y2 / (i2 - y2)) * (y1 / (i1 - y1)) * * (y0 / (i0 - y0)) ถ้า (abs (อัตราส่วน-365.25) <d) {พิมพ์ (abs (ratio-365.25)) d <- abs (อัตราส่วน-365.25) ถ้า (d <5) {พิมพ์ (วาง (x1, x2, x3, y3, y2, y1, y0)) พิมพ์ ((y3 / (i3 - y3))) * (y2 / (i2 - y2)) * (y1 / (i1 - y1)) * (y0 / (i0 - y0))) พิมพ์ ("")}}}}}}}}}} 1 0.6253846 1 "21 24 22 22 24 24 19" 1 28.93846 1 "" 1 0.5157143 1 "23 23 22 22 24 24 18" 1 25.45714 1 ""

ฉันมีสองกลุ่มซึ่งใกล้เคียงกับ 365.25 มาก ฉันเลือกอันที่สองดังนั้นฉันสามารถบอกได้ว่าเทลเลอเรียนนี้มีความผิดพลาดเพียงครึ่งวันในหนึ่งปี อีกเหตุผลหนึ่งในการเลือกชุดเกียร์ที่สองคือทำให้กระดูกสันหลังของโลกช้ากว่าชุดเกียร์แรก

ขั้นตอนที่ 4: Circuit Diagram สำหรับ LED และ Motor

ขั้นตอนที่ 5: งานสุดท้าย

ขั้นตอนที่ 6: สรุป

Tellurion ใช้งานได้ตามปกติ ปัญหาหนึ่งที่คาดไม่ถึงก็คือดวงจันทร์ไม่หมุนอย่างราบรื่น สาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดปัญหานี้คือรูสำหรับยึดแบริ่งบนแขนรองรับนั้นแน่นมากซึ่งกดรูปร่างของแบริ่งจากวงกลมเป็นวงรีอีกสาเหตุหนึ่งคือช่องว่างระหว่างเกียร์ยิ่งใหญ่ยิ่งแย่ลง